Pengaturan Temperatur dan Pewaktu Oven Listrik Menggunakan HP Android - ITS Repository

  HALAMAN JUDUL TUGAS AKHIR

• – TE 145561

  

PENGATURAN TEMPERATUR DAN PEWAKTU OVEN LISTRIK

MENGGUNAKAN HP ANDROID

  Ahmad Nurul Fiqri NRP 2214030024 Dosen Pembimbing Ir. Hanny Boedinugroho, MT.

  PROGRAM STUDI KOMPUTER KONTROL Departemen Teknik Elektro Otomasi Fakultas Vokasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

  HALAMAN JUDUL FINAL PROJECT – TE 145561

SETTING TEMPERATURE AND TIMER ELECTRICAL

OVEN USING HP ANDROID

  Ahmad Nurul Fiqri NRP 2214030024 Advisor Ir. Hanny Boedinugroho, MT.

  COMPUTER CONTROL STUDY PROGRAM Electrical and Automation Engineering Department Vocational Faculty Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

  

PERNYATAAN KEASLIAN

PERNYATAAN KEASLIAN

TUGAS AKHIR

  Dengan ini saya menyatakan bahwa isi sebagian maupun keseluruhan Tugas Akhir saya dengan judul “Pengaturan Temperatur

  dan Pewaktu Oven Listrik Menggunakan HP Android

  ” adalah benar-benar hasil karya intelektual mandiri, diselesaikan tanpa menggunakan bahan-bahan yang tidak diijinkan dan bukan merupakan karya pihak lain yang saya akui sebagai karya sendiri.

  Semua referensi yang dikutip maupun dirujuk telah ditulis secara lengkap pada daftar pustaka. Apabila ternyata pernyataan ini tidak benar, saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan yang berlaku.

  Surabaya, 17 Juli 2017 Ahmad Nurul Fiqri

  NRP. 2214030024

• Halaman ini sengaja dikosongkan-----

  

PENGATURAN TEMPERATUR DAN PEWAKTU OVEN

LISTRIK MENGGUNAKAN

HP ANDROID

HALAMAN PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

  Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik

  Pada Bidang Studi Komputer Kontrol

  Departemen Teknik Elektro Otomasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember

  Menyetujui:

  

SURABAYA

JULI, 2017

  Dosen Pembimbing Ir. Hanny Boedinugroho, MT NIP. 19610706 198701 1 001

• Halaman ini sengaja dikosongkan-----

  

PENGATURAN TEMPERATUR DAN PEWAKTU OVEN

LISTRIK MENGGUNAKAN

HP ANDROID

Nama : Ahmad Nurul Fiqri.

  Pembimbing : Ir. Hanny Boedinugroho, MT.

  

ABSTRAK

  Pada perkembangan zaman saat ini masyarakat pada umumnya lebih memilih untuk mendapatkan makanan yang siap saji karena lebih cepat dan harganya terjangkau serta banyak tersedia dimana saja. Namun disaat bekerja atau bepergian ketika tiba dirumah menginginkan makanan yang hangat, tetapi oven listrik tidak dapat dikendalikan secara otomatis, sehingga saat tiba dirumah memerlukan waktu untuk menghangatkan makanan menggunakan oven listrik. Untuk itu dirancang sebuah alat yang mampu mengatur temperatur dan waktu pada oven listrik menggunakan sensor termokopel tipe K yang digunakan untuk membaca temperatur pada oven listrik. Hasil pembacaan akan diproses oleh mikrokontroler ATmega 328. Driver

  

relay digunakan sebagai metode on / off dari oven listrik. Data

  temperatur, waktu dan menu makanan akan ditampilkan pada LCD 20x4.

  Letak sensor termokopel efisien berada di bagian belakang ruang oven dengan panjang probe 10 cm. Hasil dari alat ini dapat mengatur temperatur dan waktu berdasarkan jenis menu makanan yang akan di oven dengan persentase rata-rata error temperatur sebesar 0,993 %

  Kata Kunci : sensor termokopel tipe K, oven listrik, mikrokontroler.

• Halaman ini sengaja dikosongkan-----

  

SETTING TEMPERATURE AND TIMER ELECTRICAL OVEN

USING HP ANDROID

Nama : Ahmad Nurul Fiqri Pembimbing : Ir. Hanny Boedinugroho, MT.

  

ABSTRACT

In the current era, people generally prefer to get ready to eat

food because it is faster and affordable and available everywhere.

  

However, when working or traveling when arriving home want warm

food, but the electric oven can not be controlled automatically, so when

arriving home need time to warm the food using electric ovens. For this

purpose, a device designed to control the temperature and time of an

electric oven using a K type thermocouple sensor is used to read the

temperature of an electric oven. The reading result will be processed by

ATmega 328 microcontroller. The relay driver is used as the on / off

method of the electric oven. Temperature data, time and food menu will

be displayed on LCD 20x4.

  The location of the thermocouple sensor efficient is at the rear of

the oven chamber with a 10 cm long probe. The results of this tool can

adjust the temperature and time based on the type of food menu to be in

the oven with an average percentage of error temperature of 0.993%

Keywoards: thermocouple type K sensor, electric oven, microcontroller.

• Halaman ini sengaja dikosongkan-----

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang selalu memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Shalawat serta salam semoga selalu dilimpahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW, keluarga, sahabat, dan umat muslim yang senantiasa meneladani beliau.

  Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan guna menyelesaikan pendidikan diploma pada Bidang Studi Komputer Kontrol, Departemen Teknik Elektro Otomasi, Fakultas Vokasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya dengan judul:

  

PENGATURAN TEMPERATUR DAN PEWAKTU OVEN

LISTRIK MENGGUNAKAN

HP ANDROID

  Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. Hanny Boedinugroho, MT. atas segala bimbingan ilmu, moral, dan spiritual dari awal hingga terselesaikannya Tugas Akhir ini, kedua orang tua yang selalu memberikan doa, semangat, dan dukungannya kepada penulis. Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini.

  Penulis menyadari dan memohon maaf atas segala kekurangan pada Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dalam pengembangan keilmuan di kemudian hari.

  Surabaya, 17 Juli 2017 Penulis

• Halaman ini sengaja dikosongkan-----

  

DAFTAR ISI

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  HALAMAN HALAMAN PENGESAHAN ............................................................ vii

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

DAFTAR GAMBAR

  HALAMAN

Gambar 2.1 Pin ATmega 328 ............................................................... 6Gambar 2.2 Liquid Crystal Display 20x4 ............................................. 9

  

Gambar 2.4 Termokopel dan MAX6675 ............................................ 11Gambar 2.5 Oven Listrik .................................................................... 12Gambar 2.6 Relay 5V DC .................................................................. 12Gambar 2.7 Lampu Panel AC 220V................................................... 13Gambar 2.8 Tactile Switch Push Button ............................................. 14Gambar 3.1 Blok Fungsional Sistem .................................................. 15Gambar 3.2 Rancangan Mekanik Oven Listrik ................................. 17Gambar 3.3 Alat Tampak Atas .......................................................... 17Gambar 3.4 Alat Tampak Belakang .................................................. 17Gambar 3.5 Alat Tampak Samping ................................................... 18Gambar 3.6 Alat Tampak Depan ....................................................... 18Gambar 3.7 Rancangan Box Rangkaian Elektrik ............................... 19Gambar 3.8 Rangkaian Power Supply ............................................... 20Gambar 3.9 Foto Rangkaian Power Supply ....................................... 20Gambar 3.10 Rangkaian Minimum Sistem ATmega 328 .................... 21Gambar 3.11 Rangakain MAX 232 ..................................................... 22Gambar 3.12 Foto Minimum Sistem ATmega 328 dan MAX 232...... 22Gambar 3.13 Rangkaian Termokopel dengan MAX 6675 .................. 23Gambar 3.14 Foto Termokopel pada Ruang Oven .............................. 24

  

Gambar 3.17 Rangkaian Driver Relay ................................................. 26Gambar 3.18 Foto Rangkaian Driver Relay 5V ................................... 27Gambar 3.19 Rangkaian Resistor Pull-Down Push Button ................. 28Gambar 3.20 Foto Push Button ........................................................... 28Gambar 3.21 Flowchart Perancangan Keseluruhan ........................... 29Gambar 3.22 Lanjutan Flowchart Perancangan Keseluruhan ............. 30Gambar 3.23 Lanjutan Flowchart Perancangan Keseluruhan ............. 31Gambar 3.24 Program Inisialisasi Variabel ......................................... 32Gambar 3.25 Program Rangkaian Push Button ................................... 33Gambar 3.26 Program Monitoring Temperatur, Waktu dan Makanan 34Gambar 3.27 Program Modul Driver Relay ........................................ 35Gambar 3.28 Program Tampilan pada LCD ........................................ 36Gambar 3.29 Program Pengaturan Temperatur ................................... 37Gambar 3.30 Program Pengaturan Waktu ........................................... 37Gambar 4.1 Kalibrasi Termokopel dengan Termometer .................... 40Gambar 4.2 Grafik Sensor Dibelakang dengan Probe 2 cm ............... 41Gambar 4.3 Foto Sensor dibelakang dengan Probe 2 cm ................... 42Gambar 4.4 Grafik Sensor Semua Bagian Masuk dengan Probe 2 cm

  

Gambar 4.5 Foto Semua Bagian Sensor Masuk kedalam dengan Probe 2 cm ............................................................................... 44Gambar 4.6 Grafik Sensor Ditengah dengan Probe 2 cm .................. 47Gambar 4.7 Foto Sensor ditengah dengan Probe 2 cm ...................... 48Gambar 4.8 Grafik Sensor Ditengah dengan Probe 10 cm ................ 50Gambar 4.9 Foto Sensor ditengah dengan Probe 10 cm. ................... 50Gambar 4.10 Grafik Sensor Dibelakang dengan Probe 10 cm ............. 52Gambar 4.11 Foto Sensor dibelakang dengan Probe 10 cm. ................ 53Gambar 4.12 Grafik Temperatur Oven Listrik dengan Menggunakan

  

Gambar 4.13 Tampilan Awal LCD ...................................................... 58Gambar 4.14 Tampilan Awal LCD ...................................................... 59Gambar 4.15 Tampilan Monitoring Temperatur LCD ......................... 59Gambar 4.16 Grafik Temperatur Roti .................................................. 63Gambar 4.17 Grafik Temperatur Pizza ................................................ 66Gambar 4.18 Grafik Temperatur Rotiboy ............................................ 68

  

DAFTAR TABEL

  HALAMAN

Tabel 2.1 Spesifikasi Mikrokontroler ATmega 328 ............................ 8Tabel 4.1 Hasil Kalibrasi Sensor Termokopel ................................... 39 oTabel 4.2 Pengukuran Temperatur 200 C waktu 6 menit .................. 40 oTabel 4.3 Pengukuran Temperatur 200 C Waktu 8 Menit ................ 41 oTabel 4.4 Pengukuran Temperatur 150 C Waktu 10 Menit .............. 42 oTabel 4.5 Pengukuran Temperatur 200 C Waktu 8 Menit ................ 43 oTabel 4.6 PengukuranTemperatur 200 C Waktu 10 Menit ............... 43 oTabel 4.7 Pengukuran Temperatur 150 C Waktu 10 Menit .............. 45 oTabel 4.8 Pengukuran Temperatur 150 C Waktu 20 Menit .............. 45 oTabel 4.9 Pengukuran Temperatur 200 C Waktu 10 Menit .............. 46 oTabel 4.10 Pengukuran Temperatur 200 C Waktu 20 Menit .............. 46 oTabel 4.11 Pengukuran Temperatur 100 C Waktu 10 Menit .............. 48 oTabel 4.12 Pengukuran Temperatur 150 C Waktu 10 Menit .............. 49 oTabel 4.13 Pengukuran Temperatur 200 C Waktu 10 Menit .............. 49 oTabel 4.14 Pengukuran Temperatur 100 C Waktu 6 Menit ................ 51 oTabel 4.15 Pengukuran Temperatur 150 C Waktu 8 Menit ................ 51 oTabel 4.16 Pengukuran Temperatur 200 C Waktu 10 Menit .............. 52 oTabel 4.17 PengukuranTemperatur 100 C Waktu 6 Menit ................. 53 oTabel 4.18 Pengukuran Temperatur 100 C Waktu 10 Menit .............. 54 oTabel 4.19 Pengukuran Temperatur 150 C Waktu 10 menit ............... 54 oTabel 4.20 Pengukuran Temperatur 150 C Waktu 15 Menit .............. 55 oTabel 4.21 Pengukuran Temperatur 200 C Waktu 10 Menit .............. 57Tabel 4.22 Pengujian Rangkaian Push Button .................................... 59 oTabel 4.23 Pengukuran Roti dengan Temperatur Awal 34,75 C ........ 60 oTabel 4.24 Pengukuran Roti dengan Temperatur Awal 36,25 C ........ 61 oTabel 4.25 Pengukuran Roti dengan Temperatur Awal 38,75 C ........ 62 oTabel 4.26 Pengukuran Pizza dengan Temperatur Awal 36,00 C ....... 64 oTabel 4.27 Pengukuran Pizza dengan Temperatur Awal 34,50 C ....... 64 oTabel 4.28 Pengukuran Pizza dengan Temperatur Awal 34,50 C ....... 65 oTabel 4.29 Pengukuran Rotiboy dengan Temperatur Awal 37,00 o

  

Tabel 4.30 Pengukuran Rotiboy dengan Temperatur Awal 37,00 o

  

Tabel 4.31 Pengukuran Rotiboy dengan Temperatur Awal 36,75

  

• Halaman ini sengaja dikosongkan-----

1. BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang

  Seiring dengan perkembangan zaman dan lingkungan maka orang sekarang mulai berhati-hati dalam memilih dan membeli sesuatu. Salah satu hal dimana orang sangat hati-hati dalam memilih dan membeli makanan. Pada perkembangan zaman masyarakat pada umumnya lebih memilih untuk mendapatkan makanan yang siap saji. Gaya hidup modern saat ini yang semuanya serba praktis dan kemajuan teknologi yang pesat seringkali membuat kita mengonsumsi makan yang praktis penyajiannya. Hal ini juga disebabkan karena padatnya kegiatan dan kesibukan kita. Makanan siap saji pun menjadi makanan yang dipilih karena penyajianya yang praktis dan sekaligus memiliki rasa yang enak menurut banyak orang. Maka dari itu tidak dapat dipungkiri saat ini dalam rumah tangga penggunaan oven sudah menjadi kebutuhan pribadi. Oven memiliki beberapa macam yaitu oven panci, oven kompor, standing oven, oven listrik, oven microwave, oven gas manual, oven gas elektrik, dan breadmaker. Dari beberapa macam oven yang banyak digunakan adalah oven listrik. Penggunaannya yang mudah dan harganya yang relatif murah membuat oven listrik semakin banyak diminati oleh masyarakat. Sehingga oven listrik banyak digunakan untuk keperluan rumah tangga, baik digunakan untuk memanaskan dan memasak makanan.

  1.2 Permasalahan

  Saat bekerja atau bepergian ketika hendak pulang kerumah ada kalanya menginginkan makanan yang hangat atau makanan siap saji saat tiba dirumah. Mengingat harga makanan yang siap saji murah, namun hal itu tidak dapat dilakukan karena oven listrik tidak mampu dikendalikan dengan otomatis menggunakan handphone. Hanya dapat dilakukan ketika tiba dirumah dengan cara menghidupkannya secara manual, sehingga harus menunggu makanannya matang.

  Temperatur yang dihasilkan pada oven listrik dapat diatur tetapi temperatur yang dihasilkan tidak dapat diketahui apakah sesuai dengan temperatur yang telah ditentukan. Yang mengakibatkan makanan hangus dan tidak bisa dimakan.

  1.3 Tujuan

  Tujuan utama dari Tugas Akhir ini adalah mengatur temperatur dan pewaktu oven listrik menggunakan HP dan monitoring temperatur pada oven listrik.

  1.4 Batasan Masalah

  Mengingat perkembangan oven listrik sangat luas, maka perlu dilakukan pembatasan masalah. Batasan masalahnya antara lain:

  1. Makanan harus dimasukkan kedalam oven terlebih dahulu.

  2. Menggunakan oven listrik dengan spesifikasi : Daya 600 Watt, Kapasistas 9L.

  3. Oven Listrik yang digunakan hanya bisa untuk menghangatkan.

  4. Pengiriman pesan dari handphone ke modul GSM SIM 900L.

  5. Sensor temperatur yang digunakan Termokopel type K dengan range temperatur 0 C - 1024 C

  1.5 Metodologi Penelitian

  Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan metodologi, yaitu, studi literatur, perancangan sistem, pengambilan data percobaan dan analisis data, dan yang terakhir adalah penyusunan laporan berupa buku Tugas Akhir.

  Pada tahap studi literatur ini dilakukan pencarian data, bahan, dan literatur. Dimana literatur diperoleh dari Temperatur Monitoring sistem

  

for Inductive Heater Oven dan Arduino and GSM Based Smart Energy

Meter for Advanced Metering and Billing Sistem.

  Pada tahap perancangan sistem terdiri dari dua yaitu, perancangan mekanik dan perancangan sistem elektrik. Pada tahap perancangan mekanik terdiri dari perancangan box tempat sistem elektrik. Sedangkan perancangan sistem elektrik terdiri dari minimum sistem ATmega 328, LCD 20x4, sensor temperatur Termokopel, oven listrik, modul driver relay, dan power supply. Program pada minimum sistem digunakan pemograman arduino. Tahap selanjutnya adalah pengambilan data percobaan. Data percobaan yang telah diperoleh selanjutnya akan dianalisis. Dari hasil analisis, akan ditarik kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan. Tahap akhir penelitian adalah penyusunan laporan penelitian.

1.6 Sistematika Laporan

  Pembahasan Tugas Akhir ini akan dibagi menjadi lima Bab dengan sistematika sebagai berikut:

  Bab I Pendahuluan Bab ini meliputi latar belakang, permasalahan, tujuan

  penelitian, metodologi penelitian, sistematika laporan, dan relevansi.

  Bab II Teori Dasar Bab ini menjelaskan tentang Minimum Sistem ATmega 328, Liquid Crystal Display 20x4, Termokopel dan MAX6675, Oven Listrik, Driver Relay , Power supply Bab III Perancanaan dan Pembuatan Alat Bab ini membahas desain dan perancangan alat

  mekanik dan elektrik

  Bab IV Pengujian dan Pengukuran Bab ini memuat hasil pengujian dan pengukuran dari sistem. Bab V Penutup Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan yang telah diperoleh.

1.7 Relevansi

  Diharapkan dengan Tugas Akhir ini dapat mempermudah penggunaan oven listrik, sehingga konsumen oven listrik tidak perlu menunggu lama dalam penggunaanya. Serta mengembangkan oven listrik terkendali dengan HP.

• Halaman ini sengaja dikosongkan-----

2. BAB II TEORI DASAR TEORI DASAR Ada beberapa metode untuk menyelesaikan masalah oven listrik.

  Di antaranya adalah memonitor temperatur keluar oven, sistem pengukuran dipasang pada heater oven induktif termasuk Termokopel. Tata letak pemasangan Termokopel antara pemanas induktif ada empat _o udara panas blower dengan temperatur udara masuk sekitar 150 C dengan frekuensi operasi dari 25 (kHz), udara panas digunakan untuk _[1] pembuangan asap selama operasi dan dipasok dari oven sebelumnya.

  Pada sistem manajemen sedang mencoba untuk membuat kontrol otomatis, portabel dan remote. Menyajikan sistem energi meter cerdas untuk metering dan penagihan sistem otomatis. Integrasi Arduino dan

  

GSM Short Message Service (SMS) menyediakan sistem pembacaan

  meter dengan beberapa fungsi otomatis yang telah ditetapkan. Sistem energi meter yang diusulkan dapat menggabungkan dengan tertanam kontroler dan modem GSM untuk mengirimkan data seperti energi yang dikonsumsi dalam kWh dengan melalui jaringan seluler GSM seperti data, kemudian dimasukkan dan diintegrasikan ke dalam energi yang ada pada sistem manajemen yang terletak di organisasi untuk _[2] menyediakan layanan antara pelanggan tanpa tenaga manusia. Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan pengaturan temperatur dan pewaktu pada oven listrik dengan menggunakan model referensi. Teori _[1] dasar yang digunakan seperti pada yang menggunakan sensor

  Termokopel. Berbeda dengan kontrolernya menggunakan minimum sistem ATmega 328. Pada Tugas Akhir ini menggunakan modul GSM SIM 900L untuk akusisi data secara langsung dan dapat dipantau melalui jarak jauh kemudian ditampilkan pada LCD 20x4. Hasil yang diharapkan dari metode ini adalah mampu mengaktifkan oven listrik dengan mengirimkan SMS berupa menu makanan dimana di setiap menu temperatur dan waktu dari oven listrik sudah diatur sesuai dengan menu makanan

2.1 Minimum Sistem ATmega 328

  Minimum Sistem adalah rangkaian elektronika yang terdiri dari komponen-komponen dasar yang dibutuhkan oleh suatu mikrokontroler untuk dapat berfungsi dengan baik. Pada umumnya, suatu mikrokontoler membutuhkan dua elemen (selain power supply) untuk berfungsi yaitu Kristal Oscillator (XTAL), dan Rangkaian RESET. Maka minimum sistem ATmega 328 adalah sebuah rangkaian minimum sistem yang menggunakan Mikrokontroler ATmega 328. Di dalam sebuah IC mikrokontroler terdapat CPU, memori, timer, saluran komunikasi serial _[3] dan paralel, port input/output, ADC, dll. Pin pada ATmega 328 dapat dilihat pada gambar 2.1.

  Gambar 2.1

  Pin ATmega 328 ATmega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya.

  1. Port B

  Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan

  sebagai input/output. Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini.

  a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.

  b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran PWM (Pulse Width

  Modulation ).

  c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI.

  d. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).

  e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer.

  f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama mikrokontroler.

  2. Port C

  Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan

  sebagai input / output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut.

  a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer

  nunchuck .

  3. Port D

  Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing

  pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input / output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.

  a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.

  b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.

  c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock

  external

  untuk USART, namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan external clock.

  d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter

  external untuk timer 1 dan timer 0.

  e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator. Mikrokontroler jenis ini biasa dipakai pada Arduino UNO. Dengan penggunaan mikrokontroller ini, minimum sistem mampu digunakan dengan bahasa pemograman arduino. Bahasa pemograman arduino yang mudah dan tidak memerlukan syntax banyak membuat sangat diminati dikalangan mahasiswa. Selain itu, harga lebih terjangkau dibanding harga Arduino UNO. Berikut spesifikasi mikrokontroler ATmega 328 pada tabel 2.1

  Tabel 2.1

  Spesifikasi Mikrokontroler ATmega 328

  Microcontroller ATmega328

  Operating Voltage

  5V Input Voltage (recommended) 7-12V Input Voltage (limits) 6-20V

Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM

output)

  Analog Input Pins

  6 Flash Memory

  32 KB (ATmega328) SRAM

  2 KB (ATmega328) EEPROM

  1 KB (ATmega328) Clock Speed

  16MHz

  Pada bahasa pemograman arduino memiliki fitur serial monitor yang berfungsi sebagai memonitor hasil keluaran dari arduino dengan memanfaatkan komunikasi serial yaitu TX, RX. Oleh karena itu, Minimum Sistem ATmega 328 ini dilengkapi dengan Rangkaian Max 232 yang berfungsi sebagai receiver komunikasi serial monitor dari arduino.

2.2 Liquid Crystal Display 20x4

  LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal

• –alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. LCD berfungsi sebagai media untuk menampilkan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. Tampilan LCD 20x4 seperti pada gambar 2.2 di bawah ini.

Gambar 2.2 Liquid Crystal Display 20x4

  Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid

  Cristal Display

  ) diantaranya adalah :

   Pin Data

  adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

   Pin RS ( Register Select)

  berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

   Pin R/W ( Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.

   Pin E ( Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

   Pin VLCD

  berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu _[3] daya ke LCD sebesar 5 Volt. ₂

2.3 I C Module

  ₂ Inter Integrated Circuit

  atau sering disebut I C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didesain ₂ khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa ₂ informasi data antara I C dengan pengontrolnya. Piranti yang ₂ dihubungkan dengan sistem

  I C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave.

  2 Master adalah piranti yang memulai transfer data pada I C Bus

  dengan membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data dengan membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah ₂ piranti yang dialamati master.Berikut gambar 2.3 adalah gambar I C

  Module

  2 Gambar 2.3

  I C Module

   Type K dan MAX6675

2.4 Termokopel

  Termokopel merupakan salah satu jenis sensor temperatur yang paling populer dan sering digunakan dalam berbagai rangkaian ataupun peralatan listrik dan Elektronika yang berkaitan dengan Temperatur. Beberapa kelebihan Termokopel yang membuatnya menjadi populer adalah responnya yang cepat terhadap perubahan temperatur dan juga rentang temperatur operasionalnya yang luas yaitu berkisar diantara - 200˚C hingga 1250˚C. Selain respon yang cepat dan rentang temperatur yang luas, Termokopel juga tahan terhadap goncangan/getaran dan _[4] mudah digunakan. Termokopel ini berbahan dasar Chromel dan _[5]

  Alumel yang mempunyai sensitivitas rata- rata 41μV/°C. Sedangkan MAX6675 dibentuk dari kompensasi cold-junction yang output didigitalisasi dari sinyal termokopel tipe-K. data output memiliki resolusi 12-bit dan mendukung komunikasi SPI mikrokontroler secara umum.

  Data dapat dibaca dengan mengkonversi hasil pembacaan 12-bit data. Fungsi dari termokopel adalah untuk mengetahui perbedaan temperatur di bagian ujung dari dua bagian metal yang berbeda dan disatukan. Termokopel tipe hot junction dapat mengukur mulai dari 0 °C sampai +1023,75 °C. MAX6675 memiliki bagian ujung cold end yang hanya dapat mengukur -20°C sampai +85 °C. Pada saat bagian cold end MAX6675 mengalami fluktuasi temperatur maka MAX6675 akan tetap dapat mengukur secara akurat perbedaan temperatur pada bagian yang lain. MAX6675 dapat melakukan koreksi atas perubahan pada temperatur ambient dengan kompensasi cold-junction. Device mengkonversi temperatur ambient yang terjadi ke bentuk tegangan menggunakan sensor temperatur diode. Untuk dapat melakukan pengukuran actual, MAX6675 mengukur tegangan dari output termokopel dan tegangan dari sensing diode.

  Performance optimal MAX6675 dapat tercapai pada waktu termokopel bagian cold-junction dan MAX6675 memiliki temperatur yang sama. Hal ini untuk menghindari penempatan komponen lain yang menghasilkan panas didekat MAX6675. Gambar 2.4 adalah gambar dari _[5] Termokopel dan MAX6675.

  Gambar 2.4

  Termokopel dan MAX6675

2.5 Oven Listrik

  Oven adalah alat dapur yang digunakan untuk memanggang serta pemanasan. Pemanfaat oven sendiri mayoritas dipakai untuk membuat kue. Meskipun bisa dipakai untuk mematangkan makanan selain dari kue, namun pemakaian terbesarnya cenderung ditunjukkan untuk pembuatan kue.

  Oven listrik menggunakan sumber panas dari tenaga listrik. Umumnya alat yang digunakan untuk menghasilkan panas tersebut dinamakan elemen. Oven listrik menggunakan bimetal sebagai pengatur temperatur. Timer pada oven listrik akan menyala ketika oven listrik menyala. Ketika oven listrik mengalami overheat maka oven listrik akan mati beberapa saat dan akan menyala kembali ketika timer belum selesai. Hal ini diakibatkan adanya bimetal pada oven listrik jika bimetal panas maka bimetal akan menjadi lurus sehingga memutuskan arus listrik dan jika bimetal kembali ke temperatur normal maka bimetal akan kembali melengkung dan menyambungkan arus listrik. Kelebihan dari oven listrik adalah lebih mudahnya dalam pengaturan temperatur didalam oven, sehingga oven listrik banyak digunakan dipabrik-pabrik yang membutuhkan kecepatan dan hasil yang memuaskan. Berikut

gambar 2.5 adalah gambar dari oven listrik :Gambar 2.5 Oven Listrik

2.6 Driver Relay

  Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik. Untuk melihat gambar relay dapat dilihat pada gambar 2.6.

  Gambar 2.6

  Relay 5V DC Sedangkan rangkaian driver relay adalah rangkaian elektronika yang bisa mengendalikan pengoperasian sesuatu dari jarak jauh. Untuk mempermudah dan memperlancar pekerjaan kadang kita memang membutuhkan relay. Dengan relay dapat mengontrol dan mengopersikan perangkat dari jarak jauh sehingga tak perlu bergeser atau pindah tempat duduk. Pada prinsipnya driver relay digunakan sebagai saklar yang membedakan dapat dikontrol dengan menggunakan sebuah mikrokontroler sesuai dengan keinginan.

  2.7 Power Supply Power supply merupakan perangkat keras yang mampu

  menyuplai tegangan listrik secara langsung dari sumber tegangan listrik ke perangkat yang membutuhkan tegangan listrik. Power supply memiliki input dari tegangan yang berarus AC dan mengubahnya manjadi arus DC lalu menyalurkannya ke berbagai perangkat keras yang membutuhkannya. Karena arus DC yang dibutuhkan untuk perangkat keras agar dapat beroperasi, arus DC bisa disebut juga sebagai arus yang searah, sedangkan arus AC merupakan arus yang berlawanan. Power

  

Supply merupakan komponen yang sangat penting agar perangkat keras

  yang digunakan bisa berjalan dengan baik dan optimal. Tegangan keluaran power supply yang dibutuhkan dan digunakan pada perangkat keras biasanya 24 Volt, 12 Volt, 9 Volt, dan 5 Volt.

  2.8 Lampu Panel

  Lampu panel adalah komponen yang digunakan sebagai lampu tanda. Lampu tersebut digunakan untuk berbagai keperluan misalnya untuk lampu indikator pada panel penunjuk fasa R, S dan T atau L1, L2 dan L3. Selain itu juga lampu indikator digunakan sebagai indikasi bekerjanya suatu sistem kontrol misalnya lampu indikator merah menyala motor bekerja dan lampu indikator hijau menyala motor berhenti. Untuk melihat gambar lampu panel dapat dilihat pada gambar

  2.7 Gambar 2.7 Lampu Panel AC 220V

  2.9 Push Button Push button (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar

  sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal.

  Sebagai device penghubung atau pemutus, push button switch hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off (1 dan 0). Istilah On dan Off ini menjadi sangat penting karena semua perangkat listrik yang memerlukan sumber energi listrik pasti membutuhkan kondisi On dan

  Off.

  Karena sistem kerjanya yang unlock dan langsung berhubungan dengan operator, push button switch menjadi device paling utama yang biasa digunakan untuk memulai dan mengakhiri kerja mesin di industri. Secanggih apapun sebuah mesin bisa dipastikan sistem kerjanya tidak terlepas dari keberadaan sebuah saklar seperti push button switch atau perangkat lain yang sejenis yang bekerja mengatur pengkondisian On dan Off. Untuk melihat gambar push button dapat dilihat pada gambar

  2.8 Gambar 2.8 Tactile Switch Push Button

3. PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT Pada bab ini berisi tahapan mengenai tahapan yang dilakukan

  dalam perencanaan dan pembuatan tugas akhir. Penjelasan diawali dengan blok fungsional sistem secara keseluruhan yang meliputi proses kerja alat dalam bentuk alur diagram. Perancangan mekanik yang membahas tentang desain dan pembuatan mekanik yang mendukung cara kerja alat. Perancangan elektrik yang membahas perancangan rangkaian elektrik sebagai rangkaian pendukung alat.

3.1 Blok Fungsional Sistem

  Sebelum melakukan perancangan perangkat keras dan perangkat lunak, diperlukan sebuah perancangan blok fungsional sistem berupa blok diagram yang menjelaskan sistem kerja secara keseluruhan Tugas Akhir ini. Secara keseluruhan blok fungsional sistem dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut.

  Driver relay

  Oven Listrik Modul

  Minimum HP GSM SIM

  Sistem Termokopel

  900L ATmega 328

  LCD = Ahmad Nurul Fiqri = Andaru Putri S.

Gambar 3.1 Blok Fungsional Sistem

  Sesuai dengan gambar di atas, Minimum Sistem ATmega 328 digunakan sebagai kontroler untuk mengatur temperatur pada oven listrik dengan sensor temperatur termokopel dengan range temperatur 0˚C hingga 1024˚C. Selain respon yang cepat dan rentang temperatur yang luas, termokopel juga tahan terhadap goncangan / getaran dan mudah digunakan. Ketika Sensor temperatur membaca temperatur pada oven listrik tidak sesuai dengan temperatur masukan maka, Driver relay akan mengaktifkan oven listrik. Oven listrik memiliki 2 elemen yaitu elemen atas dan elemen bawah sehingga dibutuhkan 4 Driver relay untuk mengatur elemen, timer, indikator power, dan indikator elemen. Oven listrik akan semakin panas hingga sensor termokopel membaca temperatur sudah sesuai dengan yang diinginkan. Elemen atas dan elemen bawah akan mati ketika sensor termokopel membaca temperatur pada oven melebihi dari temperatur yang diingikan dan akan menyala kembali ketika temperatur oven listrik kurang dari temperatur yang dinginkan. Oven listrik akan mati jika waktu yang telah ditentukan pada oven listrik selesai. Dengan adanya driver relay oven listrik dapat dikontrol dengan jarak jauh. Selain itu, untuk mengetahui temperatur yang terbaca oleh termokopel terdapat LCD 20x4 yang digunakan sebagai monitoring temperatur pada oven listrik.

3.2 Perancangan Mekanik

  Pada sub bab ini akan dibahas mengenai perancangan mekanik untuk tugas ini. Perancangan mekanik berupa perancangan perangkat keras yang mendukung seluruh perancangan dan pembuatan alat. Perancangan mekanik yang akan dibahas meliputi perancangan dari box yang digunakan sebagai tempat rangkaian elektrik Tugas Akhir ini dan pipa sebagai wadah kabel penghubung oven listrik dengan driver relay. Gambar Rancangan mekanik ditunjukkan pada gambar 3.2. Foto dari alat dapat dilihat pada gambar 3.3, gambar 3.4, gambar 3.5 dan gambar

  3.6.

Gambar 3.3 Alat Tampak Atas

  Gambar 3.4

  Alat Tampak Belakang Oven Listrik Termokopel

  LCD 20x4 Isolator Kabel

  Gambar 3.2

  Rancangan Mekanik Oven Listrik

  Gambar 3.5

  Alat Tampak Samping

  Gambar 3.6

  Alat Tampak Depan

  

Box Rangkaian Elektrik

3.2.1 Perancangan

  Pada perancangan box di rangkaian elektrik ini menggunakan akrilik dengan ukuran 25 x 30 x 24 cm. Box ini berbentuk balok yang dapat dibuka. Di dalam box ini akan berisi rangkaian elektrik meliputi Minimum sistem ATmega328, power supply, display LCD 20x4, dan

  

driver relay . Gambar 3.7 berikut merupakan tampilan rancangan box

rangkaian elektrik.

  LCD 20x4 Isolator Kabel

  Box Elektrik Gambar 3.7

  Rancangan Box Rangkaian Elektrik Pada bagian depan box terdapat LCD yang berfungsi untuk menampilkan temperatur yang terbaca oleh sensor Termokopel. Keseluruhan data akan ditampilkan secara langsung, disamping box terdapat pipa yang digunakan pelindung kabel penghubung oven listrik dengan rangkaian elektrik.

3.3 Perancangan Elektrik

  Pada sub bab perancangan elektrik dibahas tentang rangkaian elektrik beserta komponen

• – komponen yang digunakan dalam Tugas Akhir ini. Pembahasan pada sub bab ini meliputi power supply, Rangkaian Minimum sistem ATmega 328, Konfigurasi Minimum sistem ATmega 328 dengan sensor termokopel dan max6675, konfigurasi Minimum sistem ATmega 328 dengan LCD 20x4.

3.3.1 Rangkaian Power Supply

  Power Supply adalah perangkat keras yang mampu menyuplai

  tenaga atau tegangan listrik secara langsung dari sumber tegangan listrik ke tegangan listrik yang lainnya. Power supply biasanya digunakan untuk perangkat elektronika sebagai penghantar tegangan listrik secara langsung kepada komponen-komponen atau perangkat keras lainnya yang ada di rangkaian tersebut, seperti hardisk, kipas, motherboard dan lain sebagainya. Pada gambar 3.8 berikut merupakan rangkaian power

  supply .

  Gambar 3.8

  Rangkaian Power Supply

  Power supply memiliki input dari tegangan Alternating Current

  (AC) dan mengubahnya menjadi tegangan Direct Current (DC) lalu menyalurkannya ke berbagai perangkat elektronika. Untuk melihat foto rangkaian power supply dapat dilihat pada gambar 3.9.

  Gambar 3.9

  Foto Rangkaian Power Supply

3.3.2 Rangkaian Minimum sistem ATMega 328

  Sebuah rangkaian minimum sistem yang menggunakan Mikrokontroller ATmega 328. Dengan penggunaan mikrokontroller ini, minimum sistem mampu digunakan dengan bahasa pemograman arduino. Dimana, Arduino adalah suatu perangkat prototipe elektronik _[3] berbasis mikrokontroller yang fleksibel dan open source. Perangkat lunak dari Arduino mudah dipahami bagi pemula. Rangkaian Minimum Sistem ATmega 328 diperlukan rangkaian konverter RS232 to TTL berfungsi sebagai komunikasi serial untuk serial monitor pada arduino.

  Rangkaian ini menggunakan IC Max 232 yang berfungsi sebagai salah satu jenis IC rangkaian antar muka dual RS 232 transmitter. IC MAX232 hanya membutuhkan power supply 5V ( single power supply ) sebagai catu. IC MAX232 di sini berfungsi untuk merubah level tegangan pada COM1 menjadi level tegangan TTL / CMOS

Gambar 3.10 dan gambar 3.11 di bawah ini merupakan rangkaian

  Minimum Sistem ATmega 328 dan Rangkaian Max 232. Sedangkan gambar 3.12 adalah foto dari rangkaian minimum sistem atmega 328.

  Gambar 3.10